Kühlung steckt im Gehäuse

Um einen Elektromotor kompakter zu gestalten, wurde der Kühlkanal direkt in das Gehäuse integriert. Möglich machte dies der Metall-3D-Druck.

04. März 2019
Kühlung steckt im Gehäuse
Im Gehäuse für den Elektromotor ist der Kühlkanal bereits integriert. (Bild: Parare)

Im Motorsport geht es um jedes Gramm, denn ein leichterer Rennwagen verbraucht weniger Energie. Mit steigender Leistung ist es gerade bei Elektromotoren eine Herausforderung, die Wärme des Motors abzuführen – denn der Bauraum ist sehr begrenzt. Warum also nicht den Kühlkanal in das Gehäuse des Motors integrieren und dem Bauteil so noch eine zusätzliche Funktion geben? »Maximale Gewichtseinsparung, minimaler Bauraum und gleiche Festigkeit – das war die einfache und geniale Idee hinter dem neuen Motorengehäuse, das angehende Ingenieure des Karlsruher Instituts für Technologie entworfen und gemeinsam mit uns angepasst und hergestellt haben«, sagt Matthias Bath, Geschäftsführer des Frickenhausener Unternehmens Parare. Bei diesem Projekt habe man aus den Erfahrungen im Bereich der Herstellung von Guss-Prototypen profitieren können, um das Teil auszulegen, so Bath weiter.

30 bis 40 Prozent weniger Gewicht

Herausgekommen ist ein komplexes Bauteil, das von außen zunächst ganz unscheinbar wirkt. Auf den zweiten Blick erkennt man dann den Kühlkanal, der sich außen leicht am Motorengehäuse abzeichnet. »Im Innern der Gehäusewand verläuft der Kanal spiralförmig durch das Bauteil und sorgt dafür, dass die Wärme effizient abgeleitet werden kann«, erklärt Bath.

Der Motor nimmt nun weniger Platz weg, da die Kühlung in das Gehäuse integriert wurde – und was früher eine ganze Bauteilgruppe war, ist jetzt nur noch ein Bauteil. »Die genaue Gewichtseinsparung lässt sich daher nur schwierig quantifizieren, da aus mehreren Teilen nun eines geworden ist – aber sie liegt im Bereich von etwa 30 bis 40 Prozent«, sagt Bath.

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Weniger Gewicht, mehr Funktionen

Das Gehäuse besteht aus einer Aluminiumlegierung und wurde mittels 3D-Druck hergestellt. Es wiegt nur knapp 440 Gramm. »Das Motorengehäuse mit integrierter Kühlung ist ein tolles Beispiel, welche neue Möglichkeiten man dank additiver Fertigung hat, um Bauteile herzustellen, die man mit konventionellen Verfahren so nicht herstellen konnte«, sagt Dr. Wolfgang Seeliger, Geschäftsführer der Leichtbau BW GmbH. Beim Leichtbau gehe es nicht allein um das Weglassen: »Mit 3D-Druck kann man Funktionen in Bauteile integrieren und die Bauteile so optimieren. Dazu ist vor allem Engineering Know-how gefragt, um Teile mit komplexen Geometrien so zu konstruieren, dass sie mehr können als früher«, sagt Seeliger. So ergebe sich als Mehrwehrt nicht nur ein niedrigeres Gewicht, sondern auch ein Plus an Funktion.

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